一种FC交换主机装置及交换方法制造方法及图纸

FC交换主机装置包括FC交换逻辑和CPU系统软件；FC交换逻辑由16个输入控制器、16个输出控制器、交换模块和PCIE控制器组成，可以实现16端口的FC交换。其中，输入控制器主要完成帧解析，输出控制器主要完成流控和发送，交换模块主要完成帧的调度，PCIE控制器主要完成帧交互以及寄存器连接。系统软件分为驱动程序模块、E端口模块、F端口模块和管理模块。驱动模块位于底层，主要进行初始化的工作，并为上层应用提供支持；E端口模块主要是完成交换机之间的互连登录；F端口模块和HBA的N端口交互完成登录功能；通过管理模块，用户可以；设置和查询端口状态、端口数据统计、出错统计、设置路由表、配置超时计数器等。配置超时计数器等。配置超时计数器等。

【技术实现步骤摘要】
一种FC交换主机装置及交换方法


[0001]本专利技术涉及一种FC交换主机装置及交换方法，属于通讯


技术介绍

[0002]FC(光纤通道)协议，作为下一代高速通讯传输领域的主要协议，因其低延迟和高可靠等优点，被广泛应用于通讯
FC交换机，即光纤通道交换机，由于其核心地位和重要作用，被各大公司和科研院所争相研究和开发。
[0003]随着技术的不断更迭，FC交换机已经从最初的1Gbps、2Gbps向4Gbps、8Gbps甚至更高的速率发展，然而国外的厂家几乎垄断了FC交换机市场，而且国内研制FC交换机的过程中，不时伴随着国外对核心芯片的禁运。因此，具有自主知识产权的FC交换机和交换方法研究具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了FC交换主机装置包括FC交换逻辑和CPU系统软件；FC交换逻辑由16个输入控制器、16个输出控制器、交换模块和PCIE控制器组成，可以实现16端口的FC交换。其中，输入控制器主要完成帧解析，输出控制器主要完成流控和发送，交换模块主要完成帧的调度，PCIE控制器主要完成帧交互以及寄存器连接。系统软件分为驱动程序模块、E端口模块、F端口模块和管理模块。驱动模块位于底层，主要进行初始化的工作，并为上层应用提供支持；E端口模块主要是完成交换机之间的互连登录；F端口模块和HBA的N端口交互完成登录功能；通过管理模块，用户可以；设置和查询端口状态、端口数据统计、出错统计、设置路由表、配置超时计数器等。
[0005]本专利技术目的通过以下技术方案予以实现：
[0006]本专利技术实施例提供一种FC交换主机装置，包括输入控制器、输出控制器、交换模块、PCIE控制器、驱动程序模块、E端口模块、F端口模块、管理模块；
[0007]输入控制器用于接收GTX通道发送的FC数据，将FC数据分为转发到其它端口的数据、送给上层软件处理的数据，并分别写入相应的FIFO；
[0008]交换模块采用CROSSBAR无阻塞结构，对所有FIFO中的数据进行过滤，然后根据优先级对数据进行仲裁调度，根据仲裁调度结果，将转发到其它端口的数据发送给输出控制器，将送给上层软件处理的数据发送到PCIE控制器；
[0009]输出控制器用于从FIFO中读出数据并进行流控，完成发送后进行RDY指示，输出控制器还用于数据位转换；
[0010]PCIE控制器用于交换模块、驱动程序模块、E端口模块、F端口模块、管理模块之间的数据传输；
[0011]驱动程序模块用于为E端口模块、F端口模块、管理模块提供驱动服务；
[0012]E端口模块用于完成FC Fabric配置管理和数据交换、FSPF路由算法和协议，以及Fabric转发表的建立、维护和更新；
[0013]F端口模块用于将接收到的数据进行解封装并提取相应字段，然后填写发送帧后封装，最后调用帧发送函数将封装好的帧发送给PCIE控制器；
[0014]管理模块用于对FC交换主机装置进行初始设置、状态查询。
[0015]本专利技术一实施例中，输出控制器用于完成17位数据到33位数据的转换。
[0016]本专利技术一实施例中，输入控制器、输出控制器、交换模块、PCIE控制器均采用FPGA实现。
[0017]本专利技术一实施例中，驱动程序模块提供的驱动服务至少包括初始化缓存、获取数据指针、接收和发送数据、申请地址、回收地址、读端口计数器、复位端口计数器、设置bbcredit值、读bbcredit值、复位bbcredit值、读链路的超时计数值、设置链路的超时计数值、读链路溢出的报警信号、读链路的建立情况、读链路状态、设置路由、环回测试。
[0018]本专利技术一实施例中，FC交换主机装置共包括多个输入控制器和多个输出控制器。
[0019]本专利技术一实施例中，PCIE控制器还用于提供复位信号，并收集驱动程序模块、E端口模块、F端口模块、管理模块的状态信息和出错信息。
[0020]本专利技术一实施例中，输出控制器包括EOF检测模块、RDY控制模块、流控模块、Sender模块；
[0021]EOF检测模块用于监测EOF结束标志，以确定一帧传输完毕让输出控制中的状态机发生跳转；RDY控制模块根据授权信号即能确定向外给出一个RDY的发送信号；流控模块接收输入端口传送过来的RDY指示，以及输出端口检测到得EOF指示，将RDY指示和EOF指示转发给交换模块，作为流控的指示；Sender模块负责发送数据到GTX通道。
[0022]本专利技术相比于现有技术具有如下有益效果：
[0023](1)本专利技术交换模块采用CROSSBAR无阻塞结构，然后根据优先级对数据进行仲裁调度，可以有效提高调度效率。
[0024](2)本专利技术上层软件可以对整个交换过程进行实时监控和管理，便于实时定位故障。
[0025](3)本专利技术可以有效的减少输入信号的对头阻塞现象，以及输出端口并行调度和输出，能给有效的提高处理速度和提高吞吐量。
[0026](4)FC交换过程主要在FPGA内部实现，可以摆脱特定专用实现芯片的束缚，固化为自主知识产权的IP核，便于迁移和推广。
附图说明
[0027]图1为本专利技术实施例的方法所基于的FC交换总体实现框图；
[0028]图2为本专利技术实施例的方法所基于的输入控制器逻辑原理框图；
[0029]图3为本专利技术实施例的方法所基于的输出控制器逻辑原理框图；
[0030]图4为本专利技术实施例的方法所基于的交换模块逻辑原理框图；
[0031]图5为本专利技术实施例的方法所基于的系统软件组成框图。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。
[0033]实施例1：
[0034]一种FC交换主机装置，包括输入控制器、输出控制器、交换模块、PCIE控制器、驱动程序模块、E端口模块、F端口模块、管理模块；
[0035]输入控制器用于接收GTX通道发送的FC数据，将FC数据分为转发到其它端口的数据、送给上层软件处理的数据，并分别写入相应的FIFO；
[0036]交换模块采用CROSSBAR无阻塞结构，对所有FIFO中的数据进行过滤，然后根据优先级对数据进行仲裁调度，根据仲裁调度结果，将转发到其它端口的数据发送给输出控制器，将送给上层软件处理的数据发送到PCIE控制器；
[0037]输出控制器用于从FIFO中读出数据并进行流控，完成发送后进行RDY指示，输出控制器还用于数据位转换；
[0038]PCIE控制器用于交换模块、驱动程序模块、E端口模块、F端口模块、管理模块之间的数据传输；
[0039]驱动程序模块用于为E端口模块、F端口模块、管理模块提供驱动服务；
[0040]E端口模块用于完成FC Fabric配置管理和数据交换、FSPF路由算法和协议，以及Fabric转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种FC交换主机装置，其特征在于，包括输入控制器、输出控制器、交换模块、PCIE控制器、驱动程序模块、E端口模块、F端口模块、管理模块；输入控制器用于接收GTX通道发送的FC数据，将FC数据分为转发到其它端口的数据、送给上层软件处理的数据，并分别写入相应的FIFO；交换模块采用CROSSBAR无阻塞结构，对所有FIFO中的数据进行过滤，然后根据优先级对数据进行仲裁调度，根据仲裁调度结果，将转发到其它端口的数据发送给输出控制器，将送给上层软件处理的数据发送到PCIE控制器；输出控制器用于从FIFO中读出数据并进行流控，完成发送后进行RDY指示，输出控制器还用于数据位转换；PCIE控制器用于交换模块、驱动程序模块、E端口模块、F端口模块、管理模块之间的数据传输；驱动程序模块用于为E端口模块、F端口模块、管理模块提供驱动服务；E端口模块用于完成FC Fabric配置管理和数据交换、FSPF路由算法和协议，以及Fabric转发表的建立、维护和更新；F端口模块用于将接收到的数据进行解封装并提取相应字段，然后填写发送帧后封装，最后调用帧发送函数将封装好的帧发送给PCIE控制器；管理模块用于对FC交换主机装置进行初始设置、状态查询。2.根据权利要求1所述的FC交换主机装置，其特征在于，输出控制器用于完成17位数据到33位数据的转换。3.根据权利要求1所述的FC交换主机装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏凯，刘志杨，柴营，
申请(专利权)人：天津津航计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：